当前位置:文档之家› 超声波换能器的设计与建模27

超声波换能器的设计与建模27

使用这种模型,压电陶瓷环可以呈现出五个接入口,一个电气接入,四个机械访问接入口,这些都和它的边界面相对应。

这种拟建模型。

可以同时描述压电陶瓷环振动的厚度和径向模式,及其相互耦合的情况,还可以分析让人讨厌的陶瓷环的水平振动,观察边界面周围介质的影响,甚至确立所有的转移函数。

另外,还能够对比不同直径的压电陶瓷环和压电陶瓷饼的计算结果和实验结果。

根据不同的陶瓷环的直径及其不同的因素,就可以分析谐振频谱、机电耦合因素及机械位移,以及在频率范围较广的情况下,压电陶瓷环输入电阻抗如何。

结果证明,这种拟建模型是通用的,因为当它的内径是一个空值时,我们就能得到一个压电陶瓷饼的模型。

同样的矩阵模型被用作金属端负极的建模,作为四接电路,因此它的机械访问接入口和它们的边界面是一致的,我们将在下一章(3.2.4章)重点讨论一下不同的金属环和金属板(圆柱形)的建模方法。

忽略压电陶瓷环拟建模型中的压电常数建立起来的模型,同时要将金属端作为各向同性材料这一事实纳入考虑。

通过不同直径的金属端确定的谐振频率变化规律,和类似的通过表面弹性模量方法确定的结果相比,前者到目前为止都被认为是修正一维理论、使用振动板得到实验结果的最好方法。

分析均匀振荡、各向同性振荡、弹性振荡及对称型金属环振荡的BEM拟建数值模型,对比谐振频率的计算值和实验结果,这些都要在本章节中详细讨论,即第3.2.3章。

在建立段型金属端模型时,比对运用BEM数值方法拟建的三维矩阵模型的利弊,同时对比分析两种两种建模方法各自的利弊。

在最后一章中,即第四章,我们将着重讨论完整的夹心式换能器模型,除了现有不同的模型之外,目前还研发出一种夹心式超声换能器的整体模型。

使用压电陶瓷环、金属端和螺柱已经开发出来的模型,将它们偶数个的机械接入口和电能接入口串联起来。

使用这种模型可以确立任何一种的转移函数,因此要将周围介质的影响也纳入考虑范围,并且要考虑换能器每一个组件的厚度模式和径向模式的影响。

通过改变换能器某些组件的直径,我们也许可以确定哪些组件对换能器特定的共振模式影响最大。

这种拟建模型非常适用于分析频率范围较大的换能器共振模式。

将谐振频谱模型、以及频率函数和换能器特定参数中的电阻抗输入,和已经研发出来的对称型和非对称型夹心式换能器充分的性能特点相对比,这些都是基于拟建模型所设计的。

相关主题